3.3超前钻孔参数设计
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3.4止浆墙施工
(1)止浆墙的设置要求:当超前地质预报预测出工作面前方水压较大或围岩破碎,需要进行全断面帷幕注浆时,为防止承压水和受压浆液从工作面漏出,并保证能用最大的注浆压力把浆液注入含水层的裂隙中,使之沿裂隙有效地扩散,在工作面挂设Φ6钢筋网20*20cm,0.2m厚C20喷射混凝土止浆墙。
(2)止浆墙施工基面清理:在准备施工止浆墙的预定位置清理围岩,把隧道周边破碎岩石、浮碴清理干净,尤其是底板,要清理到硬底。用风镐向周边围岩开挖沟槽,深度1.0~1.2m。当围岩破碎,虚碴很深或节理裂隙发育、导水性强时,可用风钻向岩体深处打注浆孔,埋设的注浆管,用早强水泥加固周边岩体。然后再开挖沟槽,使之符合止水墙的要求。
(3)止浆墙施工:在清理好的岩面后挂设Φ6钢筋网20*20cm,然后采用20cm厚的C20喷射混凝土封闭。
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(4)止浆墙外侧隧道围岩的加固:止浆墙施工完毕,待混凝土强度达到设计值75%以后时才能注浆,为保证注浆加固和堵水的成功,在等强期间,还要对止浆墙体附近一定范围内的隧道围岩进行加固,加固范围视围岩体裂隙发育情况而定,一般两侧各15~20m。在此范围内,每2~3m划分一个断面,每断面在隧道周边布置7~12个注浆孔,用风钻打眼造孔,直径为Φ42mm的注浆管,用双液浆或者早强水泥加固围岩。
3.5钻孔注浆施工
(1)施工准备:钻孔前按照设计及钻机所在位置,计算出各钻孔在工作面上的坐标,放样出注浆孔的准确位置,开孔前保持钻机前端中点与掌子面钻孔位于同一轴线上,固定钻机,保证钻杆中心线与设计注浆孔中心线相吻合,钻机安装应平整稳固,在钻孔过程中也应检查校正钻杆方向。
(2)开孔:钻机采用低压力、慢钻速,采用Φ110钻头开孔,钻深3m,退出钻杆。
(3)孔口管安装:钻孔3m后安装孔口管,孔口管是一端焊有法兰盘的钢管,长度为3m。孔口管的作用:安装压力器;测量钻孔出水压力及涌水量;安装注浆栓塞;出现孔口涌水时及时关闭。
①孔口管的安装范围:全部注浆钻孔孔口。
②孔口管的安装方法:安设孔口管前,先在钢管上缠绕麻丝,用钻机强力推入孔中并用膨胀螺栓加固,以免测量水压或注浆时钢管冲出孔外,影响注浆和危及人身安全。
③所有钻孔均应采用湿钻法钻孔:钻进过程中如遇特殊情况,则应分析原因后会同有关单位共同制定处理方案,若钻进中钻孔遭堵塞,则应重钻。
若涌水量及涌水压力较大时,在出水孔附近2~4m范围内钻1~2个分流孔,以减少涌水压力,方便注浆或直接注浆后再钻进。
钻孔过程检查和钻孔保护:所有钻孔都必须检查设计孔深并在钻孔过程中详细记录孔位、孔深、水压、出水量等,经监理工程师检查后开始进一步钻孔或进行注浆。对所有钻孔,均应妥加保护,直到验收合格开始注浆为止。
⑤钻孔冲洗和压水试验:一般情况下,超前注浆孔不需要清洗,对涌泥的超
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前注浆孔也不宜清洗,应根据现场情况会同监理后再采取相应措施。
冲洗一般采取风水联合冲洗或用导管通入大流量水流,从孔底向孔外冲洗的方法进行冲洗;裂隙冲洗方法根据不同地质条件,通过现场试验确定。
压水试验应在裂隙冲洗后进行,采用“简易压水”、“单点法”、“五点法”进行压水试验。
简易压水试验应在裂隙冲洗后进行,压力为80%的注浆压力,该值若超过1Mpa时,采用1Mpa;压水20min,每隔5min测读一次压水流量,取最后的流量值作为计算流量,其成果以透水率表示。单点法、五点法试验和基岩固结注浆检查孔的试验按规范(DL/T5148-2001)相应要求执行,其中检查孔的数量应不少于注浆总孔数的5%。
(4)制浆:施工前应对不同水灰比、不同掺和料和不同外加剂的浆液进行下列项目的试验:浆液配制程序及拌制时间;浆液密度或比重测定;浆液流动性或流变参数;浆液的沉淀稳定性;浆液的凝结时间,包括初凝和终凝时间;浆液结石的容重、强度、弹性模量和渗透性。
一般情况下,制浆参数如下:
水泥-水玻璃双液浆:水泥浆与水玻璃浆液体积比1:0.5,凝胶时间1~3分钟。并加入缓凝剂及速凝剂来调整凝胶时间,可调范围为十几秒到几十分钟。
双液浆的配制:水泥浆的配制同上,水玻璃浆的配制在搅拌桶内加一定量的清水,再放入一定量的浓水玻璃,搅拌均匀即可。两种浆液通过注浆机在混合器处混合后进入地层。
为保证浆液质量,制浆材料准确计量,水泥、缓凝剂、速凝剂等固相材料采用重量称量法,水、水玻璃采用体积称量法。其中水、水泥、水玻璃称量误差不应大于2%,外加剂称量误差不应大于1%。
严格按顺序加料,有外加剂的浆液中,外加剂未完全溶解,不得加入水泥。搅拌时不得将绳头、纸片等杂物带入搅拌机内,搅拌后的浆液必须经筛网过滤后方可进入注浆机。掺有缓凝剂的水泥浆必须在30分钟内用完。
各类浆液必须搅拌均匀,测定浆液密度和黏滞度等参数,并做好记录。 纯水泥浆液的搅拌时间,30s~3min,浆液通过二级搅拌桶时过筛,从开始制备至用完的时间小于4小时。
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